Расчет коэффициента запаса прочности n

Итак, формула (8.17) источник №1, стр. 162 имеет вид

Подставим полученные значения:

Итак n > [n = 2,5]

Вывод: вал спроектирован с перерасходом материала т.к. n>4

 

 

 

Расчет элементов аппарата

 

Исходные данные:

Диаметр аппарата D_в = 1000 мм

Материал аппарата Сталь 10;

Давление внутри аппарата р = 1,3 Н/мм²;

Температура t= 200°C;

Согласно источнику №2, табл. 17.1, стр. 530, по ГОСТу 14249-69 для аппаратов, изготовленных из стали 10, при температуре t= 200°C нормативное допускаемое напряжение [σ]= 118 Н/мм².

Расчет толщины стенки обечайки.

Расчет проведем по формуле (17.1), источник №2, стр. 522.

где коэффициент прочности сварного шва для стыкового одностороннего ручного шва
φ=0,9 и прибавка для компенсации коррозии С= 1 мм (источник №2, стр.523).

Окончательно примем толщину стенки равной 8 мм.

Расчет толщины стенки эллиптического днища.

Расчет проведем по формуле (17.3), источник №2, стр. 524.\

Для днищ изготовленных из целой заготовки, коэффициент прочности φ= 1(источник №2, стр.524).

Во всех случаях толщина днища должна быть не меньше толщины обечайки, поэтому окончательно примем толщину стенки днища равной 8 мм.

Расчет толщины стенки плоской крышки.

Расчет проведем по формуле (17.9), источник №2, стр. 527.

где коэффициент k определили по графику (источник №2, рис.17.8, стр.528). Для этого определили отношение D_б/D_сп = 1,03, где диаметр болтовой окружности D_б = 1105 мм (источник №3, стр. 13), средний диаметр прокладки D_сп = 0,5(D₉+D₁₀) = 0,5(1089+1059) = 1074 мм (источник №2, табл. 18.5, стр. 550).
Также определили коэффициент ψ= 1+4b₀m/D_сп = 1,2, где расчетная ширина прокладки b₀ = 15 мм (источник №3, стр. 13), прокладочный коэффициент m= 3,25 (источник №2, стр. 529).

Исходя из этого по графику k= 0,5.

Расчет высоты обечайки.

 

Расчет произведем согласно источнику №4, рис. 5, стр. 19.

H₀ = 1,2D_в = 1,2x1000 = 1200 мм

Расчет высоты эллиптического днища.

 

Высота определяется ГОСТом 6533-78 (источник №3, стр 4).

При диаметре аппарата 1000 мм и принятой толщине стенки 8 мм высота h_в= 250 мм, высота борта h₁ = 25 мм.

Подбор штуцеров и люка.

 

Исходные данные:

Диаметр аппарата D_в = 1000 мм

Давление внутри аппарата р = 1,3 Н/мм²;

Подбор диаметров штуцеров.

 

Выберем конструктивно штуцеры по ОСТ 26-02-2065-83:

- на крышку

py≤1,6 МПа
Dy	dв	D	D1	D2	b	h	d	n	l	H	dн	S	Масса,кг
80	91	185	160	133	21	3	18	4	160	165	89	4	5,4
220	225	6,0

- на днище

py≤1,6 МПа
Dy	dв	D	D1	D2	b	h	d	n	l	H	dн	S	Масса,кг
200	222	335	295	268	27	3	22	12	180	185	219	8	17,6
240	250	20,0

Подбор диаметра люка.

Выберем конструктивно люк-лаз с крышкой на болтах, загрузочный стальной:

py	Dв	h	Dн	D1	D2	D3	D4	b	b1	db	H	n
1,6	250	27	273	405	355	290	320	28	20	M20	330	12

Подбор диаметров укреплений отверстий.

Согласно источнику №2, стр. 558 диаметр укрепляющего кольца вычисляется по формуле:

D_k= (1,7≑2)d = (425≑500) мм, где d–диаметр отверстия (250 мм - люк).Примем для люка укрепляющее кольцо диаметром 463мм.

Подбор лап.

Удельная нагрузка на опорных поверхностях лап рассчитывается при максимальном весе аппарата G_max, что бывает во время гидравлических испытаний, когда аппаратура заполнена водой.

Расчет объема произведем по рекомендации из источника №2, стр. 561.

V = V_об+V_дн = 1,0∙D_в³ + 0,17∙D_в³ = 1,17∙1 ³= 1,17 м³

Вес аппарата при гидравлических испытаниях:

G_max= 3πRσhρg+1,17 м³∙10 кН/м³ = 2,88кН+11,7кН = 14,58 кН

Рассчитаем нагрузку на одну лапу: Q = G_max/n = 14,58/4 = 3,65 кН.

По нормали МХ 64-56 (источник №2, табл. 19.6, стр. 569) принимаем 4 лапы с допускаемой нагрузкой 5 кН на каждую.